DE4415375B4

DE4415375B4 - Filmträger und Verfahren zu dessen Herstellung

Info

Publication number: DE4415375B4
Application number: DE4415375A
Authority: DE
Inventors: Sang Cheol Shin
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 1993-05-03
Filing date: 1994-05-02
Publication date: 2004-01-15
Anticipated expiration: 2014-05-03
Also published as: JP2779131B2; JPH0714887A; DE4415375A1; KR960006970B1; FR2704977A1; KR940027111A; FR2704977B1; US5528078A

Abstract

Filmträger zum Kontaktieren eines Halbleiterchips (30), zumindest folgendes aufweisend:
– einen elektrisch isolierenden Film (10) mit einer Bauteilöffnung (16), an der der Halbleiterchip (30) montierbar ist, und
– eine Vielzahl von elektrischen Anschlüssen (20), die sich in Richtung auf die Bauteilöffnung (16) erstrecken und dort jeweils einen Endabschnitt (22) aufweisen, der einen Kontaktbereich (22a) aufweist zum direkten Kontaktieren eines Elektrodenanschlußfleckens (32) des Halbleiterchips (30) und eine anodische Oxidschicht (23a) zum Verhindern eines Kurzschlusses des Endabschnitts (22) des elektrischen Anschlusses (20) mit dem Halbleiterchip (30).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Filmträger und ein Verfahren zu dessen Herstellung. Insbesondere betrifft die Erfindung einen Filmträger und ein Verfahren zu dessen Herstellung, bei dem ein Kurzschluß zwischen inneren Anschlüssen und Randbereichen eines Halbleiterchips durch Anodisieren von Endbereichen der inneren Anschlüsse, die einen Anschlußfleck des Halbleiterchips kontaktieren, vermieden wird.
Üblicherweise sind Halbleiterchips, z. B. integrierte Schaltkreise (IC) oder integrierte Schaltkreise mit hoher Packungsdichte (LSI), sehr dünn und klein, so daß sie nicht direkt auf eine gedruckte Leiterplatte (PCB) montiert werden können. Dementsprechend sind die Halbleiterchips in einer Art Gehäuse aufgenommen, das durch ein Gießharz abgedichtet ist, um auf oder in der gedruckten Leiterplatte montiert zu werden.
Üblicherweise ist eine Grundstruktur eines Halbleitergehäuses wie folgt. Ein Halbleiterchip wird auf einen Leiter- oder Anschlußrahmen gesetzt, um einen Elektrodenanschluß des Halbleiterchips mit Anschlüssen für die Verbindung zu einem äußeren Schaltkreis durch einen Bonddraht zu verbinden. Der Halbleiterchip und der Bonddraht werden zusammen mit dem Anschlußrahmen vergossen und nur eine Vielzahl von äußeren Anschlußdrähten stehen von dem Gehäuse weg.
Derartige Halbleitergehäuse sind hauptsächlich in sogenannte Dual-in-line-Gehäuse (DIP), die zwei Reihen von Anschlußdrähten haben, die vertikal und nach unten von beiden Seiten des Halbleitergehäuses gerichtet sind, und in sogenannte Quad-Flat-Gehäuse (QFP) unterteilt, die zwei Reihen von abstehenden Anschlüssen an jeder der vier Seiten des Halbleitergehäuses haben. Das QFP hat den Vorteil, daß es dichter gepackt auf der gedruckten Leiterplatte angebracht werden kann als das DIP.
In letzter Zeit sind elektronische Geräte hoher Funktionsdichte, kleiner Baugröße und niedrigen Gewichts immer populärer geworden, und Halbleiterchips wurden höher integriert, so daß entsprechend die Anzahl ihrer Anschlüsse gestiegen ist. Daher sind Draht-gebondete Gehäuse, wie z. B. DIP- und QFP-Gehäuse, nicht mehr ausreichend und eine neue Gehäuseform ist nun erforderlich.
Daher wurde ein Filmträgerverfahren verbessert, bei dem eine Elektrode eines Halbleiterchips und zugehörige Anschlußdrähte gemeinsam jeweils miteinander verbunden werden, anstatt ein herkömmliches Draht-Bondverfahren anzuwenden. Das Filmträgerverfahren wird auch als Bandträgerverfahren oder als bandautomatisiertes Bondverfahren (TAB-Verfahren) bezeichnet.
Das Filmträgerverfahren ist eine Art der Oberflächenmontagegehäusetechnik, bei dem ein Anschlußrahmen und metallische Strukturen (Anschlußdrähte), die als Verbindungsdraht dienen, auf einem Trägerfilm ausgebildet sind, und metallische Strukturen auf dem Trägerfilm werden mit einem Anschlußflecken des Halbleiterchips durch Vorsprünge (bumps) aus metallischen Erhebungen verbunden. Dieses fortschrittliche Filmträgerverfahren ist vollständig anders als das Draht-Bondverfahren und wird hauptsächlich in kleinen elektronischen Taschenrechnern, Flüssigkristallanzeigen (LCDs), Computern etc. verwendet.

1 ist eine Draufsicht auf einen Filmträger, der in einem TAB-Gehäuse gemäß dem Stand der Technik verwendet wird.

Wie in 1 gezeigt, weist ein herkömmlicher Filmträger einen isolierenden Film mit Transportöffnungen 12 und inneren An schlüssen 22 sowie äußeren Anschlüssen 24 auf, die durch Photo-Ätzen eines Kupfer-Dünnfilms hergestellt sind, der auf diesem isolierenden Film 10 aufgebracht ist. Die inneren Anschlüsse 22 und die äußeren Anschlüsse 24 werden nachstehend als Anschlüsse 20 bezeichnet. Der isolierende Film ist aus Polyester, Polyethersulfonat (PES) oder Polyparaansäure (PPA) hergestellt. Der Herstellungsvorgang des vorstehend beschriebenen allgemein angewendeten Filmträgers wird nachstehend im Detail beschrieben.

Zuerst wird der isolierende Film 10 gestanzt, um eine Bauteilöffnung 16 und äußere Anschlußrillen 14 zu bilden, und eine dünne Kupferschicht wird auf. den isolierenden, Film mit einer Dicke von 18 bis 35 μm aufgebracht. Anschließend wird eine photoempfindliche Schicht auf den dünnen Kupferfilm aufgebracht, belichtet und dann entwickelt, um eine Strukturierung in der photoempfindlichen Schicht zu bilden. Anschließend wird die belichtete Fläche des dünnen Kupferfilms unter Verwendung der photoempfindlichen Schicht geätzt, die anschließend entfernt wird.

Dementsprechend werden innere Anschlüsse 22 und äußere Anschlüsse 24 entsprechend der in die photoempfindliche Schicht eingearbeiteten Strukturierung gebildet. Die inneren Anschlüsse 22, die sich teilweise in die Bauteilöffnung 16 erstrecken, die durch Ausstanzen des mittleren Abschnitts des isolierenden Films 10 erhalten worden ist und in der der Halbleiterchip angeordnet wird, sind so geformt, daß sie nahe der Kante des isolierenden Films 10 gerade verlaufen.

Ein derartiger Filmträger wird durch eine Abfolge von Filmträgereinheiten des gleichen Aufbaus gebildet und kann der Einfachheit halber auf einer Spule aufgewickelt aufbewahrt werden. Auf dem Filmträger sind Halbleiterchips in unterschiedlichen Weisen angeordnet. Das heißt, nachdem ein Elektrodenfleck eines Halbleiterchips mit einem Ende der inneren Anschlüsse 22 durch gleichzeitiges Multi-Punkt-Bonden, insbesondere durch Gang-Bonden verbunden worden ist, werden die anderen Enden der äuße ren Anschlüsse 24 mit metallischen Elektroden der gedruckten Leiterplatte verbunden.

Die 2 und 3 sind teilweise Schnittansichten, die ein Verfahren zum Bonden eines Elektrodenanschlußflecks eines Halbleiterchips mit inneren Anschlüssen zeigen, die in dem Filmträger von 1 angeordnet sind.

Wie in 2 dargestellt, ist ein Vorsprung 34 aus Gold (Au) auf dem Elektrodenanschlußfleck 32 des Halbleiterchips 30 ausgebildet und der dazu gehörige innere Anschluß 22 wird auf dem Vorsprung 34 angeordnet. Danach wird der Elektrodenanschlußfleck 32 des Halbleiterchips 30 mit dem inneren Anschluß 22 verbunden, indem der Vorsprung 34 durch ein Thermokompressionsverfahren ausgebreitet wird.

Der Vorsprung 34, der im allgemeinen auf dem Elektrodenanschlußfleck 32 des Halbleiterchips 30 ausgebildet ist, kann auf dem inneren Anschluß 22 ausgebildet werden, der so angeordnet ist, daß er mit dem Elektrodenanschlußfleck 32 ausgerichtet ist. Die gedruckte Leiterplatte oder eine Flüssigkristallanzeige ist mit dem äußeren Anschluß 24 verbunden. Hier bezeichnet ein Bezugszeichen 10 in 2 (nicht beschrieben) einen isolierenden Film. Eine derartige Technik ist z. B. in den US-Patenten US 4,494,688 und US 3,763,404 beschrieben.

Die Bond-Technik, die die in 2 gezeigten Vorsprünge verwendet, erfordert eine teure und genau arbeitende Vorrichtung aufgrund des feinen Rasters zwischen den Elektrodenanschlußflecken 32 aufgrund der hohen Integration beim Ausbilden des Vorsprungs 34 auf dem Elektrodenanschlußfleck 32 des Halbleiterchips 30. Daneben hat das Verfahren den Nachteil, daß die inneren Anschlußflecken 32, die elektrisch mit dem Elektrodenanschlußfleck 32 verbunden sind, an der Kante des Halbleiterchips 30 kurzgeschlossen sein können, obwohl der innere Anschlußfleck 32, der mit dem Elektrodenanschlußfleck 32 durch den Vorsprung 39 verbunden ist, von der Oberfläche des Halblei terchips 30 um die Höhe des Vorsprungs 34 nach oben abgesetzt ist.

US Eine andere Bond-Technik, die in US-Patent US 4,210,926 beschrieben ist, ist ein Direktbondverfahren, bei dem der Elektrodenanschlußfleck des Halbleiterchips mit dem inneren Anschlußdraht ohne den Vorsprung verbunden ist, wie dies in 3 gezeigt ist.

Wie in 3 gezeigt, ist der innere Anschluß 22, der auf dem isolierenden Film 10 ausgebildet ist, mit einem Kontaktabschnitt 22 versehen, der mit dem Elektrodenanschlußfleck des Halbleiterchips und einem Kantenabschnitt 23 eines zugehörigen Bereichs an dem Kantenabschnitt a des Halbleiterchips verbunden ist.

Entsprechend der vorstehend beschriebenen Bond-Technik ist der innere Anschluß 22 auf dem Elektrodenanschlußfleck 32 des Halbleiterchips 30 angeordnet, um mit dem Kontaktbereich 22a in Berührung zu kommen, und der Elektrodenanschlußfleck 32 des Halbleiterchips 30 ist mit dem inneren Anschluß 22 durch ein Thermokompressionsverfahren verbunden.

Eine derartige Bond-Technik hat den Vorteil, daß sie keinen Vorsprung erfordert, während sie den Nachteil hat, daß sie einen fehlerfreien Ätzvorgang erfordert, um sicherzustellen, daß keine Kurzschlüsse an dem Kantenabschnitt des Halbleiterchips 30 auftreten.

Daneben hat die vorstehend beschriebene Bond-Technik weitere Nachteile, da sie nicht genau das Ende des fein unterteilten inneren Anschlusses 22 mit einer ausreichenden Dicke ätzen kann und das Ende des inneren Anschlusses 22 durch den Kontaktabschnitt 22a verschlechtert wird, der nach dem Ätzvorgang relativ dünn ist.

Aus der JP 4-162556 A ist es bekannt, Teile eines Leiterrahmens mit einem anodischen Oxidfilm zu versehen. Diese Maßnahme dient dazu, die Haftung zwischen einem Harzteil und einem Metallteil oder zwischen zwei Metallteilen zu verbessern.

In der JP 60-64442 A wird zum Verhindern eines Kurzschlusses zwischen einem Halbleiter-Chip und einem durchhängenden Bond-Draht ein isolierender Film auf dem Halbleiter-Chip bzw. unterhalb des Bond-Drahts ausgebildet.

Aus der US 5,153,707 ist ein Verfahren zur Herstellung von Filmträgern bekannt. Bei einer Ausführungsform wird ein Halbleiter-Chip im Zentrum des Filmträgers angeordnet und mittels einer Vielzahl von inneren Endabschnitten elektrischer Anschlüsse, die sich in Richtung auf das Zentrum erstrecken, kontaktiert. Zur Herstellung wird zunächst ein Metallfilm mit sich nach außen erstreckenden elektrischen Anschlüssen hergestellt, die im Zentrum noch durch eine zusammenhängende Metallschicht verbunden sind. Die inneren Endabschnitte werden erst in einem späteren Verfahrensschritt herausstrukturiert.

Aufgabe der Erfindung ist es, die vorstehenden Nachteile des Stands der Technik zu überwinden und einen Filmträger bereitzustellen, auf dem ein Halbleiter-Chip kontaktiert werden kann, ohne Vorsprünge an inneren Endabschnitten von Kontaktierungsanschlüssen des Filmträgers ausbilden oder diese Endabschnitte einem Ätzverfahren unterwerfen zu müssen. Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Filmträgers anzugeben.

Diese Aufgaben werden gelöst durch Filmträger gemäß den Patentansprüchen 1 und 10 sowie durch Verfahren zum Herstellen von Filmträgern gemäß den Ansprüchen 7 und 14.

Nach einem ersten Gesichtspunkt weist ein erfindungsgemäßer Filmträger zum Kontaktieren eines Halbleiter-Chips einen elektrisch isolierenden Film mit einer Bauteilöffnung auf, an der der Halbleiter-Chip montierbar ist. Ferner weist der Filmträger eine Vielzahl von elektrischen Anschlüssen auf, die sich in Richtung auf die Bauteilöffnung erstrecken und dort jeweils ei nen Endabschnitt aufweisen, der einen Kontaktbereich zum direkten Kontaktieren eines Elektrodenanschlussfleckens des Halbleiterchips sowie eine anodische Oxidschicht zum Verhindern eines Kurzschlusses des Endabschnitts des elektrischen Anschlusses mit dem Halbleiter-Chip aufweist.

Ein derartiger Filmträger kann im Rahmen eines Verfahrens hergestellt werden, welches zumindest folgende Schritte umfasst:
– Stanzen eines isolierenden Films, um eine Bauteilöffnung zu formen, an der der Halbleiter-Chip montierbar ist,
– Aufbringen und Strukturieren eines anodisierbaren Metalls auf den Film derart, dass eine Vielzahl von Anschlüssen gebildet wird, die sich jeweils in Richtung auf die Bauteilöffnung erstrecken und dort jeweils einen Endabschnitt aufweisen,
– Aufbringen einer Anodisierungsmaske, die Flächen definiert, an denen isolierende Oxidschichten an den Endabschnitten der Anschlüsse zu erzeugen sind,
– Erzeugen von anodischen Oxidschichten an den Anschlüssen durch anodische Oxidation, wobei Kontaktbereiche der Endabschnitte unoxidiert bleiben, um mit Elektrodenanschlussflecken des Halbleiter-Chips kontaktiert zu werden, und die Oxidschichten so angeordnet sind, dass sie einen Kurzschluss der Endabschnitte der elektrischen Anschlüsse mit dem Halbleiter-Chip verhindern.

Nach einem weiteren Gesichtspunkt sieht die Erfindung einen Filmträger zum Kontaktieren eines Halbleiter-Chips vor, wobei dieser Filmträger einen elektrisch isolierenden Film mit einer Bauteilöffnung in einem inneren Bereich des Films sowie einen örtlich selektiv anodisch oxidierbaren flachen Körper aufweist, der im Bereich der Bauteilöffnung auf einer Seite des Films angeordnet ist und eine Vielzahl von elektrischen Anschlüssen aufweist, die sich vom Umfang des flachen Körpers radial nach außen erstrecken. An den elektrischen Anschlüssen sind dabei im Bereich des flachen Körpers elektrisch leitende Kontaktbereiche zum Kontaktieren von Elektrodenanschußflecken des Halbleiter- Chips vorgesehen. Ferner sind an den elektrischen Anschlüssen elektrisch isolierende anodische Oxidschichten zum Verhindern eines Kurzschlusses der elektrischen Anschlüsse mit dem Halbleliter-Chip vorgesehen. Der flache Körper besteht zudem in einem inneren Bereich auf seiner gesamten Dicke aus einem durch anodische Oxidation hergestellten Isolator, um die elektrisch leitenden Kontaktbereiche an ihren Umfängen voneinander zu trennen.

Ein Verfahren zum Herstellen eines Filmträgers nach diesem weiteren Gesichtspunkt umfasst zumindest die folgenden Schritte:
– Aufbringen und Strukturieren eines anodisierbaren Metalls auf einen isolierenden Film derart, dass ein flacher Körper mit einer Mehrzahl von elektrischen Anschlüssen geformt wird, die sich radial von diesem nach außen erstrecken,
– Aufbringen einer ersten Anodisierungsmaske,
– Durchführen einer ersten anodischen Oxidation in ausgewählten Bereichen des Metalls, um isolierende Oxidschichten an den elektrischen Anschlüssen zu erzeugen, die so angeordnet sind, dass sie einen Kurzschluss zwischen den elektrischen Anschlüssen und einem Halbleiterchip verhindern,
– Ausbilden einer zweiten Anodisierungsmaske, die elektrische Kontaktabschnitte unoxidiert lässt, die mit Elektrodenanschlussflecken des Halbleiterchips kontaktiert werden, und
– Durchführen einer zweiten anodischen Oxidation, um das anodisierbare Metall in einem den flachen Körper bildenden inneren Abschnitt auf seiner gesamten Dicke zum Isolator zu machen.

Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den beigefügten Zeichnungen, die nachstehend im Detail erläutert sind.

1 ist eine Draufsicht auf einen Filmträger gemäß dem Stand der Technik;

2 ist eine teilweise Schnittansicht eines Beispiels zum Verbinden eines Elektrodenanschlußflecks eines Halbleiterchips mit einem inneren Anschlußdraht, die in dem Filmträger von 1 angeordnet sind;

3 ist eine teilweise Schnittansicht eines weiteren Beispiels eines Elektrodenanschlußflecks eines Halbleiterchips, der mit einem inneren Anschlußdraht verbunden ist, die in dem Filmträger von 1 angeordnet sind;

4 ist eine Ansicht von unten, die einen Filmträger gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung zeigt.

5A und 5B sind teilweise Schnittansichten von Beispielen, wie ein Elektrodenanschlußfleck eines Halbleiterchips und ein innerer Anschlußdraht des Filmträgers der 4 miteinander verbunden werden können;

6 ist eine teilweise Schnittansicht eines weiteren Beispiels für einen inneren Anschlußdraht des Filmträgers in 4;

7A ist eine Draufsicht, die einen Filmträger gemäß einer zweiten bevorzugten Ausführungsform dieser Erfindung zeigt;

7B ist eine Schnittansicht entlang der Linie VII-VII von 7A;

8 ist eine Schnittansicht eines Beispieles, wie ein Elektrodenanschlußfleck eines Halbleiterchips mit einem inneren Anschlußdraht verbunden ist, die in dem Filmträger von 7A angeordnet sind;

9A bis 9C sind die Herstellungsschritte des Filmträgers von 7A.

Ein erfindungsgemäßer Filmträger und ein Verfahren zu dessen Herstellung sind nachstehend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen im Detail beschrieben.
4 ist eine Draufsicht auf eine erste bevorzugte Ausführungsform des Filmträgers der vorliegenden Erfindung. Gleiche Teile wie bei dem herkömmlichen Filmträger sind in der Beschreibung durchgehend mit dem gleichen Bezugszeichen versehen und eine erneute detaillierte Beschreibung erfolgt nicht.
Wie in 4 dargestellt, weist ein Filmträger gemäß der vorliegenden Erfindung einen isolierenden Film 10 auf, der Transportöffnungen 12, eine Bauteilöffnung 16 und äußere Anschlußrillen 14 sowie eine Vielzahl von Anschlüssen 20 hat, die auf der Oberseite oder auf der Unterseite des isolierenden Films 10 angeordnet sind, um sich teilweise in Richtung auf die Bauteilöffung 16 zu erstrecken und über die äußeren Anschlußrillen 14 reichen.
Der isolierende Film 10 besteht aus Polyimid, Polyester, Polyethersulfonat (PES) oder Polyparaansäure (PPA). Die Anschlüsse können aus einem anodisierbaren Metall, z. B. Aluminium, Tantal, Niob, Zirkon oder Wolfram gebildet sein.
Bezugszeichen 18 bezeichnet einen gemeinsamen Anschluß, um eine Vielzahl von Anschlüssen 20 elektrisch miteinander zu verbinden, und die gemeinsamen Anschlüsse 18 werden verwendet, um Elektroden zum Zeitpunkt der anodischen Oxidation anzuschließen.
Die anodischen Oxidationsschichten 23a erstrecken sich teilweise in die Bauteilöffnung 16 und sind an einem Endabschnitt jedes Anschlusses 20 ausgebildet, der sich quer über die äußeren Anschlußrillen 14 erstreckt. Die anodischen Oxidschichten 23a sind so ausgestaltet, daß sie den Ätzabschnitten 23 gemäß dem in 3 gezeigten Stand der Technik entsprechen, die dazu dienen, den Halbleiterchip vor Berührungen im Randbereich zu schützen. Die anodische Oxidschicht 23a ist deutlicher in einem vergrößerten Querschnitt entlang der Linie IV-IV in einem strichpunktierten Kreis neben 4 veranschaulicht.
5A zeigt, daß der Anschluß 20 auf der Oberseite des isolierenden Films 10 angeordnet sein kann, während 5B zeigt, daß der Anschluß 20 auch auf der Unterseite des isolierenden Films angeordnet sein kann, was keinen Unterschied hinsichtlich der Bond-Technik macht.
In den 5A und 5B wird der Kontaktabschnitt 22a der inneren Anschlüsse 22, der der Elektrode 32 des Halbleiterchips 30 zugeordnet ist, direkt mit dem gegenüberliegenden Elektrodenanschlußfleck 32 verbunden. Dabei verhindert die anodische Oxidschicht 23a einen Kurzschluß zwischen dem inneren Anschluss 22 und einer Kante a des Halbleiterchips 30.
Der hauptsächliche technologische Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung besteht in der Ausbildung der anodischen Oxidschichten 23a. Das heißt, die anodische Oxidation der Endabschnitte der inneren Anschlüsse, die mit den Bondflecken des Halbleiterchips verbunden sind, kann verhindern, daß die inneren Anschlüsse mit den Randabschnitten des Halbleiterchips kurzgeschlossen werden.
Üblicherweise sind die herkömmlichen Anschlüsse 20 aus einer dünnen Kupfer- oder Kupferlegierungsschicht hergestellt, um den Thermokompressionsprozeß mit den Aluminiumelektroden für Anschlußflecken zwischen den Vorsprüngen zu erleichtern, aber sie können nicht bei der vorliegenden Erfindung angewendet werden, da sie nicht anodisiert werden können.
Dies ist der Grund, warum die inneren Anschlüsse 20 aus unanodisierbaren Metallen hergestellt sind.
6 ist eine teilweise Schnittansicht mit einem weiteren Ausführungsbeispiel für einen inneren Anschluß des Filmträgers 4 und erläutert eine Ausführungsform, die durch Elektroplattieren eines vorbestimmten Abschnitts der inneren Anschlüsse mit einem anodisierbaren Metall erhalten wird, um die Verwendung eines metallischen Materials als Anschlußdraht zu ermöglichen, das nicht anodisiert werden kann.
6 zeigt einen durch Anodisierung vollständig elektroplattierten inneren Anschluß 22c, der direkt mit einem Elektrodenanschlussflecken 32 eines Halbleiter-Chips 30 verbunden ist und auf seiner Unterseite mit einer anodischen Oxidschicht 23b versehen ist.
Nachfolgend wird ein Verfahren zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Filmträgers gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform erläutert.
Zunächst werden in einem isolierenden Film 10 eine Bauteilöffnung 16 sowie äußere Anschlussrillen 14 durch Stanzen gebildet. Sodann wird ein dünner metallischer Film mit einer vorbestimmten Dicke auf der gesamten Oberfläche aufgebracht. Dieser metallische Film besteht aus einem anodisierbaren Metall, z. B. Aluminium, Tantal, Niob, Zirkon oder Wolfram.
Der metallische Film wird mit einer photoempfindlichen Schicht beschichtet und anschließend belichtet und entwickelt, um so ein Muster in die photosensitive Schicht einzuarbeiten. Mit Hilfe dieses Musters werden sodann der metallische Film geätzt und danach die Reste der photoempfindlichen Schicht wieder entfernt.
Als Ergebnis entsteht eine Vielzahl von Anschlüssen 20, die innere Anschlussbereiche 22 (kurz: innere Anschlüsse) und äußere Anschlussbereiche 24 (kurz: äußere Anschlüsse) aufweisen. Zur Bauteilöffnung 16 hin weisen die inneren Anschlüsse 22 in die Bauteilöffnung 16 hineinragende Endabschnitte auf, die dort später einen in die ausgestanzte Öffnung des Films 10 einzuset zenden Halbleiter-Chip kontaktieren. Gegenüberliegende Endabschnitte der inneren Anschlüsse 22 sind elektrisch durch gemeinsame Anschlüsse 18 überbrückt.
Im Anschluß wird auf dem gesamten sich in die Bauteilöffnung 16 erstreckenden Bereich des Anschlusses 20, ausgenommen einen Kontaktbereich 22a, der später einen der elektrischen Anschlussflecken des Halbleiter-Chips kontaktieren soll, eine anodische Oxidschicht 23a gebildet. Nachfolgend wird ein Beispiel betrachtet, bei dem das Material der Anschlüsse 20 ein dünner Aluminiumfilm ist.
Zur Bildung der anodischen Oxidschicht 23a dient eine Anodisierungsmaske, mittels der diejenigen Bereiche der inneren Anschlüsse 22, in denen jeweils eine anodische Oxidationsschicht 23a gebildet werden soll, definiert werden. Die Anodisierungsmaske kann von einem photoempfindlichen Film gebildet werden, der auf die inneren Anschlüsse 22 mit Ausnahme der für die Oxidationsschichten 23a vorgesehenen Bereiche aufgebracht wird. Die Anodisierungsmaske kann auch aus einer auf die inneren Anschlüsse 22 aufgebrachten dielektrische Schicht durch Ätzen herausgebildet werden. Eine dielektrische Anodisierungsmaske ist vorteilhaft, weil sie bis zu einer hohen Anodisierungsspannung zuverlässig arbeitet. Nach der Bildung der Anodisierungsmaske wird die anodische Oxidation ausgeführt. Dabei wird ein übliches anodisches Oxidationsverfahren angewendet, das auf der Oberfläche einer Elektrode einen Oxidfilm wachsen lässt, indem die Elektrode als Anode in einem elektrolytischen Bad wirkt.
Bei einem solchen anodischen Oxidationsprozeß werden die gemeinsamen Anschlüsse 18 der Anschlüsse 22 elektrisch mit einer Anode verbunden und in eine elektrolythische Kammer getaucht, die eine elektrolytische Flüssigkeit mit 3 bis 5% Oxalsäure (H₂C₂O₄) enthält. Sodann wird der Stromkreis über die Anoden geschlossen.
Die anodische Oxidschicht 23a muss so ausgebildet werden, dass sie einen vorbestimmten Teil des Körpers der inneren Anschlüsse 22 überdeckt, um nur einen bestimmten Teil der inneren Anschlüsse 22 zu isolieren.
Falls die Dicke t1 des dünnen Aluminiumfilms etwa 10 bis 20 μm beträgt, ist eine Dicke t2 der anodischen Oxidschicht von etwa 5 bis 7 μm ausreichend, um als isolierende Schicht zu dienen. Die bevorzugten Bedingungen der anodischen Oxidation sind wie folgt: Temperatur 30°C ± ~2°C; anodische Oxidationsspannung 80 V Wechselspannung; Stromdichte 3 A/dm²; Anodisierungsdauer 20 Minuten. Je höher die Reinheit des Aluminiums ist, umso höher ist die Qualität der anodischen Oxidschichten 23a.
Wie in einer vergrößerten Schnittansicht in einem Kreis bei 4 gezeigt, bildet sich die anodische Oxidschicht 23a, so heraus, daß die Oberfläche des Anschlusses 22 stufenfrei ist. Dies liegt daran, daß der anodische Oxid-Dünnfilm auf Kosten des Aluminiums wächst.
Dementsprechend ist der Endabschnitt des Anschlusses 22 mehr gefestigt als ein herkömmlicher geätzter Anschluß, was verhindert, daß der Endabschnitt des Anschlusses beim Bonden gebogen wird. Wie in 6 gezeigt, wenn ein metallisches Material als Anschluß verwendet wird, das nicht anodisiert werden kann, kann es in der gleichen Weise oxidiert werden, wenn zusätzlich ein Prozeß der Elektroplattierung der Oberfläche des Anschlusses 22 durchgeführt wird.
7A ist eine Draufsicht auf eine zweite bevorzugte Ausführungsform des Filmträgers gemäß der vorliegenden Erfindung, und 7B ist eine Schnittansicht entlang der Linie VII-VII von 7A. Wie in 7A gezeigt, weist der Filmträger der vorliegenden Ausführungsform einen isolierenden Film 10 mit Transportöffnungen 12 und äußeren Anschlußrillen 14, eine Vielzahl von Anschlüssen 20 mit inneren Anschlüssen 22 und äußeren Anschlüssen 24 auf der Ober- oder Unterseite des isolierenden Films 10, sowie ein zentrales metallisches Material 17a (einen anodisch oxidierten Körper), der zusammenhängend mit den Anschlüssen 20 gebildet ist und als durch hartanodische Oxidation hergestellter Isolator ausgebildet ist, der auf seiner gesamten Dicke isolierend ist.
Der Körper 17a hat die gleiche Größe wie die Bauteilöffnung in 4 und bildet eine hart-anodisierte Oxidschicht. Kontaktbereiche 22b, die mit den Elektrodenanschlußflecken beim Bonden des Halbleiterchips kontaktieren, verbleiben unanodisiert in dem anodischen Oxidkörper 17a.
Der Filmträger ist mit anodischen Oxidschichten 23b versehen, die auf einer vorbestimmten Fläche der inneren Anschlüsse 22 gebildet sind, die elektrisch mit den Kontaktabschnitten 22b verbunden sind. Die anodischen Oxidschichten 23b sind vom Aufbau die gleichen wie die anodischen Oxidschichten 23a, die bereits im Zusammenhang mit der ersten bevorzugten Ausführungsform beschrieben worden sind. Das Bezugszeichen 26 bezeichnet eine Vielzahl von Öffnungen, die in dem anodischen Oxidkörper 17a vorgesehen sind.
Eine derartige Struktur wird in 7B deutlicher, die eine teilweise vergrößerte Schnittansicht entlang der Linie VII-VII von 7A ist.
Wie in 7B gezeigt, ist der anodische Oxidkörper 17a auf dem isolierenden Film 10 mit äußeren Anschlußrillen 14 gebildet, und eine Vielzahl von Anschlüssen 20 sind so gestaltet, daß sie rechteckig sind und mit dem anodischen Oxidkörper 17a zusammenpassen. Der anodische Oxidkörper 17a ist ein vollständiger Isolator, in dem die dünne metallische Schicht inklusive der Anschlüsse bis zu ihrem Grund anodisiert ist.
Die Kontaktabschnitte 22b sind elektrisch mit den Anschlüssen 20 verbunden und die Umfänge der Kontaktabschnitte 22b sind von den anodischen Oxidschichten 23b und dem anodischen Oxidkörper 17a getrennt. Der isolierende Film 10 kann aus Polyimid, Polyester, Polyethersulfonat (PES) oder Polyparaansäure (PPA} hergestellt sind. Die Anschlüsse 20 können aus einem leicht anodisierbaren Metall, z. B. Aluminium, Tantal, Niob, Zirkon oder Wolfram, hergestellt sein.
8 ist eine Schnittansicht, die ein Beispiel einer Verbindung des Elektrodenanschlußfleckens des Halbleiterchips mit den inneren Anschlüssen zeigt, die in dem Filmträger von 7A angeordnet sind.
Wie in 8 gezeigt, ist der dem Elektrodenanschlußflecken 32 des Halbleiterchips 30 entsprechende Kontaktteil 22a direkt auf den Elektrodenanschlußflecken 32 thermo-komprimiert. Die anodische Oxidschicht 23b bedeckt eine Kante a des Halbleiterchips 30, so daß verhindert werden kann, daß die inneren Anschlüsse 22 und die Kante einen Kurzschluß bilden. Der anodische Oxidkörper 17a erstreckt sich über den gesamten Halbleiterchip 30 und hat eine Vielzahl von Öffnungen 26, so daß die Adhäsionskraft zwischen dem Halbleiterchip 30 und sämtlichen Anschlüssen durch vorheriges Freilegen eines vorbestimmten Bereiches in dem isolierenden Film, der auf der Oberseite des anodischen Oxidkörpers 17a gebildet ist, und Aufbringen eines Beschichtungsharzes als Abdeckung verbessert werden kann. Die Öffnung des isolierenden Films und das Beschichtungsharz sind in der Zeichnung nicht gezeigt.
Ein Verfahren zur Herstellung des Filmträgers gemäß der zweiten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist nachstehend unter Bezugnahme auf die 9A bis 9C beschrieben.
Wie in 9 gezeigt, ist ein anodisierbares Material auf einem isolierenden Film 10 abgelegt und so strukturiert, daß es einen metallischen Körper 17 von regelmäßiger viereckiger Ge stalt und eine Vielzahl von Anschlüssen 20 in dem Körper 17 bildet.
Die Vielzahl der Anschlüsse 20 sind so gestaltet, daß sie in jeder Richtung zu der regelmäßig-viereckigen Gestalt des metallischen Körpers 17 symmetrisch sind. Die Anschlüsse 20 sind aus inneren Anschlüssen 22 und äußeren Anschlüssen 24 zusammengesetzt. Wenn der viereckig gestaltete metallische Körper 17 und die Anschlüsse 20 strukturiert werden, können die Öffnungen 26 in 7 gemeinsam gebildet werden. Die Öffnungen sind in 9A nicht gezeigt. Wie in 9B gezeigt, wird eine erste anodische Oxidation auf einem Endabschnitt jedes inneren Anschlusses 22 ausgeführt, der mit dem metallischen Körper 17 verbunden ist, um die anodische Oxidschicht 23b zu bilden. Die Prozeßbedingungen und die Technik der vorliegenden anodischen Oxidation sind im wesentlichen die gleichen wie die bei dem Herstellungsverfahren des Filmträgers von 4.
Wie in 9B gezeigt, nachdem die anodischen Oxidschichten 23b gebildet sind, wird eine photosensitive Schicht insgesamt über die Anschlüsse inklusive der anodischen. Oxidschichten 23b auf der erhaltenen Struktur aufgebracht und dann strukturiert, um eine zweite Anodisierungsmaske zu bilden, die eine Fläche definiert, wo Kontaktabschnitte gebildet werden. Eine zweite anodische Oxidation wird ausgeführt, nachdem die oben beschriebene Anodisierungsmaske entfernt worden ist. Auf diese Weise wird eine hart-anodische Oxidation ausgeführt, bis der metallische Körper 17 ein vollständiger Isolator wird, im Gegensatz zu der ersten weich-anodischen Oxidation, bei der nur die Oberfläche anodisiert wird. Die zweite Oxidation, falls die Dicke der metallischen Schicht 17 etwa 20 bis 40 μm beträgt, wird während 80 bis 169 Minuten unter den gleichen Bedingungen ausgeführt, wie die erste anodische Oxidation, um die gewünschten anodischen Oxidschichten 23a zu erhalten.
Der Filmträger, der gemäß einer weiteren Ausführungsform hergestellt worden ist, kann all die Vorteile haben, die in der bevorzugten Ausführungsform gemäß 4 gewünscht werden. Darüber hinaus können die Kontaktabschnitte 22b, die die Elektrodenanschlußflecken des zu verbindenden Halbleiterchips kontaktieren, an jeder beliebigen Stelle des rechteckigen metallischen Körpers 17 angeordnet werden, so daß der Filmträger so hergestellt sein kann, daß die Anschlüsse ohne Rücksicht auf den Ort des Elektrodenfleckens des Halbleiterchips gebildet werden können. Dies wird erreicht, indem die Struktur der Anodisierungsmaske richtig definiert wird.
Die Vorteile des Filmträgers und das Verfahren zu dessen Herstellung gemäß der vorliegenden Erfindung werden nachstehend zusammengefaßt.
Zum einen können Herstellungskosten eingespart werden, da der Filmträger der vorliegenden Erfindung hergestellt werden kann, indem lediglich der anodische Oxidationsprozeß ausgeführt wird, ohne daß ein herkömmlicher Lötkugelvorgang und ein Ätzvorgang der Endabschnitte der Anschlüsse erforderlich ist. Zum zweiten kann verhindert werden, daß die Anschlüsse beim Bonden gebogen werden. Zum dritten wird verhindert, daß das Bauteil durch α-Strahlen beeinträchtigt wird, da anodisierte Abschnitte die aktiven Bereiche des Bauteils schützen. Zum vierten hat der anodische Oxidkörper (Oxidkissen) die Öffnungen, die die Adhäsionskraft zwischen dem Halbleiterchip und den Anschlüssen durch Aufbringen von Beschichtungsharz verbessern können.
Als Ergebnis hiervon kann durch den Filmträger und das Verfahren zu dessen Herstellung in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung ein Kurzschluß zwischen den inneren Anschlüssen und den Randbereichen des Halbleiterchips durch Elektroplattieren der inneren Anschlüsse mit einem anodisierbaren Metall oder durch Ausbilden von anodischen Oxidschichten und anschließendem Ausbilden von selektiven anodischen Oxidflecken auf dem Bereich, wo der Halbleiterchip angeordnet werden soll, verhindert werden. Es versteht sich, daß die Erfindung nicht auf die beschriebenen Ausführungsformen beschränkt ist und daß unterschiedliche Abwandlungen und gleichwertige Anordnungen durch den Erfindungsgedanken erfaßt sind, wie er in den Ansprüchen definiert ist.

Claims

Filmträger zum Kontaktieren eines Halbleiterchips (30), zumindest folgendes aufweisend: – einen elektrisch isolierenden Film (10) mit einer Bauteilöffnung (16), an der der Halbleiterchip (30) montierbar ist, und – eine Vielzahl von elektrischen Anschlüssen (20), die sich in Richtung auf die Bauteilöffnung (16) erstrecken und dort jeweils einen Endabschnitt (22) aufweisen, der einen Kontaktbereich (22a) aufweist zum direkten Kontaktieren eines Elektrodenanschlußfleckens (32) des Halbleiterchips (30) und eine anodische Oxidschicht (23a) zum Verhindern eines Kurzschlusses des Endabschnitts (22) des elektrischen Anschlusses (20) mit dem Halbleiterchip (30).
Filmträger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere der Anschlüsse (20) miteinander durch einen Verbindungsleiter (18) elektrisch verbunden sind, um bei einer anodischen Oxidation eine Elektrode anzuschließen.
Filmträger nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlüsse (20) aus einem anodisierbaren Metall bestehen.
Filmträger nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das anodisierbare Metall Aluminum, Tantal, Niob, Zirkon oder Wolfram oder eine Legierung eines dieser Metalle ist.
Filmträger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlüsse (20) aus einem nicht-anodisierbaren Metall gebildet sind und dieses Metall mit einem anodisierbaren Metall elektro-beschichtet ist.
Filmträger nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das nicht-anodisierbare Metall Kupfer oder eine Kupferlegierung ist.
Verfahren zum Herstellen eines Filmträgers gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, mit zumindest folgenden Schritten: – Stanzen eines isolierenden Films (10), um eine Bauteilöffnung (16) zu formen, an der ein Halbleiterchip (30) montierbar ist, – Aufbringen und Strukturieren eines anodisierbaren Metalls auf den Film derart, daß eine Vielzahl von Anschlüssen (20) gebildet wird, die sich jeweils in Richtung auf die Bauteilöffnung (16) erstrecken und dort jeweils einen Endabschnitt (22) aufweisen, – Aufbringen einer Anodisierungsmaske, die Flächen definiert, an denen isolierende Oxidschichten (23a) an den Endabschnitten (22) der Anschlüsse (20) zu erzeugen sind, – Erzeugen von anodischen Oxidschichten (23a) an den Anschlüssen (20) durch anodische Oxidation, wobei Kontaktbereiche (22a) der Endabschnitte (22) unoxidiert bleiben, um mit Elektrodenanschlußflecken (32) des Halbleiterchips (30) kontaktiert zu werden, und die Oxidschichten (23a) so angeordnet sind, daß sie einen Kurzschluß der Endabschnitte (22) der elektrischen Anschlüsse (20) mit dem Halbleiterchip (30) verhindern.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Oxidschichten jeweils einen Abschnitt des Anschlusses (20) umgreifen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Bildung der Vielzahl von Anschlüssen (20) folgende Schritte umfaßt: – Ausbilden einer Vielzahl von Anschlüssen aus einem nicht-anodisierbaren Metall, und – Elektroplattieren aller Oberflächen der Anschlüsse mit einem metallischen Material, das anodisierbar ist.
Filmräger zum Kontaktieren eines Halbleiterchips (30), zumindest folgendes aufweisend: – einen elektrisch isolierenden Film (10) mit einer Bauteilöffnung (16) in einem inneren Bereich des Films (10), – einen örtlich selektiv anodisch oxidierbaren flachen Körper (17a), der im Bereich der Bauteilöffnung (16) auf einer Seite des Films (10) angeordnet ist und eine Vielzahl von elektrischen Anschlüssen (20) aufweist, die sich vom Umfang des flachen Körpers (17a) radial nach außen erstrecken, wobei – an den elektrischen Anschlüssen (20) im Bereich des flachen Körpers (17a) elektrisch leitende Kontaktbereiche (22b) zum Kontaktieren von Elektrodenanschlußflecken (32) des Halbleiterchips (30) vorgesehen sind, wobei ferner an den elektrischen Anschlüssen (20) elektrisch isolierende anodische Oxidschichten (23b) zum Verhindern eines Kurzschlusses der elektrischen Anschlüsse (20) mit dem Halbleiterchip (30) vorgesehen sind, und wobei der flache Körper (17a) in einem inneren Bereich auf seiner gesamten Dicke aus einem durch anodische Oxidation hergestellten Isolator besteht, um die elektrisch leitenden Kontaktbereiche (22b) an ihren Umfängen voneinander zu trennen.
Filmträger nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine Öffnung (26) in dem flachen Körper (17a) gebildet ist.
Filmträger nach einem der Ansprüche 10 und 11, dadurch gekennzeichnet, daß der flache Körper (17a) aus einem anodisierbaren Metall besteht.
Filmträger nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das anodisierbare Metall, Aluminum, Tantal, Niob, Zirkon oder Wolfram oder eine Legierung eines dieser Metalle ist.
Verfahren zum Herstellen eines Filmträgers gemäß einem der Ansprüche 10 bis 13, mit zumindest folgenden Schritten: – Aufbringen und Strukturieren eines anodisierbaren Metalls auf einen isolierenden Film (10) derart, daß ein flacher Körper (17a) mit einer Vielzahl von elektrischen Anschlüssen (20) geformt wird, die sich von diesem radial nach außen erstrecken, – Aufbringen einer ersten Anodisierungsmaske, – Durchführen einer ersten anodischen Oxidation in ausgewählten Bereichen des Metalls, um isolierende Oxidschichten (23b) an den elektrischen Anschlüssen (20) zu erzeugen, die so angeordnet sind, daß sie einen Kurzschluß zwischen den elektrischen Anschlüssen (20) und einem Halbleiterchip (30) verhindern, – Ausbilden einer zweiten Anodisierungsmaske, die elektrische Kontaktabschnitte (22b) unoxidiert läßt, die mit Elektrodenanschlußflecken (32) des Halbleiterchips kontaktiert werden, und – Durchführen einer zweiten anodischen Oxidation, um das anodisierbare Metall in einem den flachen Körper (17a) bildenden inneren Abschnitt auf seiner gesamten Dicke zum Isolator zu machen.
Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß beim Strukturieren des anodisierbaren Metalls wenigstens eine Öffnung (26) in dem Metall geformt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß das anodisierbare Metall, Aluminum, Tantal, Niob, Zirkon oder Wolfram oder eine Legierung eines dieser Metalle ist.